exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

2,4,6- Тринитроксилол

Физико-химические свойства:
2,4,6- Тринитроксилол, ксилил, ксилит, TNXЖелтоватое кристаллическое вещество почти нерастворимое в воде, спирте, растворимое в ацетоне, бензоле, толуоле (0.5г на 100г растворителя при комнатной температуре, 20.5г на 100г при температуре кипения), хлороформе, HNO3 и т.п. Как и тротил, со спиртовыми р-рами щелочей образует окрашенные соединения, по чувствительности близкие к азиду свинца. В отличие от тротила не реагирует с газообразным аммиаком. Плотность 1.604 г/см3.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
Чувствителен к огню (легко загорается). По свойствам и чувствительности близок к тротилу, чуть больше чувств. к удару, но менее восприимчив к детонации и уступает ему по мощности. Предельный инициирующий заряд гремучей ртути для прессованного ксилила 0.62г, тогда как для тротила 0.38г. При нагревании до 100°С начинает возгоняться и при 150-170°С может быть очищен сублимацией. t пл. ок. 182°С, t всп. 330°С.

Энергетические характеристики:
Теплота образования -82.1кДж/кг, энтальпия образования -101.7кДж/кг. Теплота взрыва 4.06 МДж/кг, по др. данным 3.66 МДж/кг., скорость детонации 6600 м/с при плотн. 1.51 г/см3, Бризантность по Гессу 10-12 мм (тротил в этих условиях 12.5мм) песочная проба 40.3г (тротил - 48г, гексоген - 59г). Фугасность 270 мл. Объем продуктов взрыва 700л/кг.

Применение:
Впервые был получен в 1860г (Bussenlus, Eisenstuck), чистый образец был получен в 1867г. Использовался в 1 и 2 мир. войнах в США, Францией и особенно Россией/СССР, вместе с тротилом для снаряжения боеприпасов, для производства промышленных ВВ типа аммонитов. Небольшие добавки ксилила придают литому тротилу мелкокристаллическую структуру, что делает его более восприимчивым к первичным средствам инициирования. Тротил с порядка 5% ксилила назывался "сплав Л", имеет плотность 1.54-1.56 г/см3 и температуру затвердевания 74°С, использовался для снаряжения противотанковых мин и взрывных работ во время 2 мир. войны. В настоящее время ксилил имеет второстепенное значение, но в военное время может частично заменять тротил.

Получение:
Ксилил получают двухстадийным нитрованием мета - ксилола C6H4(CH3)2 (нитруется значительно легче толуола). Во время 1 мир. войны проф. Солониной был разработан метод нитрования в 1 стадию.
Не очищенный от изомеров и динитропроизводных тринитроксилол содержит т.н. "ксилиловое масло", которое отделяют от тринитроксилола промывкой горячей водой на центрифуге. Оставшееся масло экстрагируют ксилолом. Применялось ксилиловое масло при пр-ве пороха и динамитов.

1) Получение в одну стадию:
Готовят кислотную смесь состава 79% серной кислоты, 18% азотной кислоты и 3% воды. Кол-во азотной кислоты берется в 45% избытке от теории (в пересчете на тринитроксилол). К кислотной смеси при 35°С постепенно приливают мета-ксилол. По окончании слива делают выдержку в 1 час при 105°С. Ксилил отжимают от отработанной кислоты на ваккум-воронке и промывают водой. Полученный продукт имеет t затвердевания ок. 163-165°С и имеет худшее качество чем полученный в 2 стадии. Выход 75%.

2) Получение в 2 стадии:
Для синтеза берут 20г ксилола. Кол-во кислотной смеси состава 65% серной кислоты, 20% азотной и 15% воды рассчитывают с учетом необходимости иметь избыток азотной кислоты 10-15%. К нагретому до 25°С ксилолу в течение 1.5 часов при перемешивании приливают кислотную смесь таким образом, чтобы температура к концу слива поднялась до 40°С. Затем реакционную смесь в течение часа нагревают до 95°С и выдерживают 1 час. Охлажденную до 50°С массу выливают в делительную воронку, и отделяют динитроксилол (T пл. ок. 32°С). Выход около 85%.

Динитроксилол, полученный на первой стадии помещают в нитрационную колбу, нагревают до 60°С и при перемешивании в течение 1 часа приливают кислотную смесь (85% серной кислоты, 15% азотной кислоты. Азотная кислота берется в 80-90% избытке от теоретически необходимого). Приливают таким образом, чтобы в конце слива температура поднялась до 70°С. Затем в течение часа смесь нагревают до 110°С, выдерживают полчаса, поднимают температуру до 120°С и выдерживают 1.5 часа. Выпавший при охлаждении нитромассы тринитроксилол отделяют на стеклянном фильтре. Затем в колбу помещают тринитроксилол, добавляют трехкратное по весу кол-во холодной воды, перемешивают 10мин, сливают воду, повторяют еще один раз с холодной водой, 2-3 раза с горячей водой (85°С) и в конце еще один раз с холодной.

Очистка тринитроксилола: в колбу помещают 1 часть тринитроксилола, 1 часть ксилола и 3 ч. воды. Перемешивают при комнатной температуре 20-30 мин. Отфильтровывают кристаллы и промывают холодной водой. Сушат. Тринитроксилол из маточного раствора отделяют, отгоняя ксилол с паром. Выход около 80%.

Литература:

  1. T. Urbanski - Chemistry and Technology of Explosives Vol 1 - Pergamon Press. Oxford. 1964- P. 404-413
  2. Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff & Oliver E. Sheffield. Vol 5 - Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA - 1972. D1324-D1325.
  3. Rudolf Meyer "Explosives", Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p359
  4. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 - М 1962 С 567.
  5. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл - М. Янус К. 2000 с. 550

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.